Hvordan kommer framtidens samfunn til å se ut? Vil hydrogenbiler erstatte bilene som går på bensin og diesel. Skal vi få en slutt på bruken av fossilt brensel som forurenser miljøet? Vil vi få et forurensningsfritt og bærekraftig energisystem med brenselceller og hydrogen?

 

Hydrogensamfunnet i dag er lite og har ikke tatt over bensin som drivstoff, ennå. Forskere over hele verden bruker mye av sin tid på forskning for å finne frem ulike metoder på å fremstille hydrogen på en billig måte og bruke det som drivstoff. Slike hydrogen blir framstilt i dag, er ved elektrolyse. I elektrolyse bruker man energi for å dele H₂O til H₂ og O. Energien som blir brukt i denne prosessen er høy og gjør at det er lite lønnsomt å bruke hydrogen som drivstoff. Energien man får ”tilbake igjen” da H₂ og O molekylene blir satt sammen er ikke så mye mer enn den energien man bruker for å dele molekylene. Den metoden som blir mest brukt i dag for å fremstille hydrogen er ved dampreformering av naturgass. Vann og metan blir varmet opp ved høyt trykk og dette skjer: CH₄ + 2H₂O --> 4H₂ +2CO₂

 

Ulempen med denne metoden er at det blir frigitt CO₂, og da er ikke denne metoden miljøvennlig.

 

 

På denne illustrasjonen skjer dette:
2H₂O + energi --> 2H₂ + O₂
2H₂ + O₂ --> 2H₂O + energi

 

Dagens teknologier for lagring av hydrogen er delt inn i tre ulike metoder.

- Nedkjøling av hydrogen til det blir flytende (-253⁰C) og oppbevare det i godt isolerte tanker.

- Komprimering av hydrogenet og oppbevaring på trykktanker

- Lagring av hydrogen gjennom kjemiske bindinger til et annet stoff.

 

Ifølge ZERO har nedkjølt hydrogen flere fordeler ved at hydrogenet får god rekkevidde som drivstoff og tanken tar heller ikke stor plass. Ulempen derimot er at nedkjølt hydrogen i en tank, fordamper, ca 1-3 % per dag. I tillegg må biler kjøre rundt med store kjøleanlegg som er dyre å produsere. Dette gjøre denne metoden lite lønnsom. Forskere har derfor prøvd å komprimere hydrogenet.

 

Denne metoden er nokså lik nedkjølig av hydrogen ved at man oppbevarer hydrogenet i trykktanker. Når man komprimerer hydrogen har hydrogenets renhet ingen betydning, noe som er meget positivt. Ulempen ved denne metoden er at tankene er store, større enn de konkurrerende metodene for lagring. En annen ulempe er at hydrogen under trykk kan være farlig hvis man skulle kollidere. Forskere mener at lagring av hydrogen i andre stoffer er det beste alternativet.

 

 

Med denne lagringsmetoden er hydrogenet meget kompakt og det tar derfor liten plass, det kalles hydrid. Denne metoden er også sikker ved at hydridet trenger varme for å frigi hydrogenet, skulle tanken lekke ville trykktapet kjøle ned hydridet og bilen stopper. Ulempene med hydridene er at de er tunge. Derfor prøver forskere å finne metaller som er lette og kan holde på mye hydrogen. Magnesiumbaserte metallhydrider er

noe av det nyeste innen denne forskningen. Det har relativt høy lagringskapasitet, men høye temperaturer må til for å frigi hydrogenet. (ca. 300⁰C)

 

Forsøket

I dette forsøket med hydrogenbilen brukte vi destillert vann som kilde til hydrogen. Hydrogenbilen hadde en PEM-brenselcelle som fungerer som motor. Energi blir tilført for å utføre elektrolysen. PEM-brenselcelle ser du på bildet til høyre.

 

H+- ioner fra den tilførte hydrogenet ved anoden, H₂, får komme igjennom membranen, mens elektronene må gå gjennom ledningen. Elektroner på vandring er strøm. Ved katoden er det tilført oksygen. H+- ioner som kommer gjennom membranen, tar med seg elektroner og danner sammen med oksygen, vann. Reaksjonen som skjer er:

Anode:                H₂ --> 2H⁺ + 2e-

Katode:                ½ O₂ + 2H⁺ + 2e- --> H₂O

Total reaksjon:   H₂ + ½ O₂ --> H₂O + energi

 

 

På denne modellen kan man lade ved hjelp av solcellepanelene. Energien man får derfra blir ført videre den første brenselcellen. Her blir vannet fra de to rørene som står på midten splittet, og det er nå H₂ og O. Deretter blir H₂ og O ført til den andre brenselcellen hvor de blir satt sammen igjen og frigir energi. Energien blir brukt til å drive propellen. Det som blir igjen som ”eksos” er vann.

 

Oppsummering

Hva framtiden vil bringe, er det ingen som vet. Vi har mange muligheter og forskere er meget positive. Kommuner bevilger penger til hydrogenbusser og her i Akershus ble det bevilget 20 millioner til akkurat dette formålet. Islands industri- og handelsminister, Valgerdur Sverresdóttir, sa dette da han åpnet den første fyllestasjonen for hydrogen på Island: ”Vi ønsker å bli det første samfunn i verden der en miljøvennlig levemåte kan bli demonstrert. Det vil også skape internasjonal oppmerksomhet og vi kan bli et utstillingsvindu for verden. Det er langt fram, men hydrogenfyllestasjonen er det synlig merket på at en ny tid er begynt.”

 

Forskere tror at lagring av hydrogen i andre stoffer er den beste metoden for lagring. Klarer forskere å bli enige og gir staten nok penger til forskning på dette temaet skulle det gå an å få flere hydrogenbiler på veien. I dag er de kun 13 norske hydrogenbiler som kjører på veien. Skal de fylle bensin må de gjøre det i Stavanger eller Porsgrunn. Hydrogenveien som staten lovet oss for noen år tilbake, ser ikke ut til å bli ferdig i år. Jeg mener politikerne må få ut fingeren og starte å innfri løfter.